(57)【要約】  テイルシッター航空機は１以上の回転可能な翼を含む。前記テイルシッター航空機は翼支持部が延出する胴体を任意に含む。各回転可能な翼は、前記胴体に近い胴体側部分と、前記胴体から遠い翼端側部分とを有する回転可能翼部を任意に含む。前記回転可能翼部は、前記翼支持部に回転可能に取り付けられ、かつ前記胴体側部分が前記翼端側部分に対して前記翼支持部の反対側に位置する垂直飛行形態と、垂直飛行形態とは異なる水平飛行形態との間を回転するように構成されうる。前記翼は飛行中、水平および垂直飛行形態のあいだを移行するように回転してもよく、また複数の軸回りに回転してもよい。
2019510680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機を操縦する方法であって、
前部が尾部の上方にあってかつ翼部が翼支持部について第１の向きに向いている垂直飛行形態で地上から離陸するように前記航空機を推進することと、
前記前部が前記尾部に先行するほぼ水平の飛行方向に向かって前記航空機をピッチングすることと、
飛行中に、前記翼部が前記第１の向きとは異なる第２の向きに向けられ、前記翼部が水平飛行のための揚力を発生する、水平飛行形態に向かって、前記翼部を前記翼支持部に関して回転することと、
飛行を行うように前記航空機をほぼ水平飛行経路に沿って推進することと、
ほぼ垂直の飛行方向に向かって前記航空機をピッチングすることと、
前記垂直飛行形態に向かって前記翼部を前記翼支持部に関して回転することと、
前記垂直飛行形態で前記航空機を着陸させること、
を具備する方法。
【請求項２】
航空機であって、
前記航空機の第１側面から外側に向かって延出する第１の翼支持部と、
前記航空機の前記第１側面の反対の前記航空機の第２側面から外側に向かって延出する第２の翼支持部と、
前記第１の翼支持部に取り付けられ、第１のピボット軸回りに回転可能である第１の翼部と、ここで、第１のピボット軸は前記第１の翼部に関して横断するように延びる、
前記第２の翼支持部に取り付けられ、第２のピボット軸回りに回転可能である第２の翼部と、ここで、第２のピボット軸は前記第２の翼部に関して横断するように延びる、
ここにおいて、前記第１と第２の翼部は、前記第１の翼部が前記第１の翼支持部と一直線に並び、かつ前記第２の翼部が前記第２の翼支持部と一直線に並ぶ水平飛行形態と、前記第１の翼部および前記第２の翼部とのそれぞれが各翼支持部についてある角度に向けられた、尾部が下向きの飛行形態とのあいだで、それぞれのピボット軸回りに回転するように位置し、
前記第１および第２の翼部は、前記航空機の尾部が下向きの形態において地上に位置するときに前記航空機を支持するように位置する
を具備する航空機。
【請求項３】
テイルシッター航空機であって、
胴体と、
前記胴体に取り付けられた翼支持部と、
前記胴体に近い胴体側部分および前記胴体から離れた翼端側部分を有する回転可能翼部と、ここで、回転可能翼部は、翼部回転接合部において前記翼支持部に回転可能に取り付けられ、前記胴体側部分が前記翼端側部分に対して前記翼部回転接合部の反対側に位置する垂直飛行形態と、前記垂直飛行形態とは異なる水平飛行形態との間を回転するように構成される、
を具備する、テイルシッター航空機。
【請求項４】
前記回転可能翼部が前記垂直飛行形態にあるとき、前記胴体側部分と前記翼端側部分は、前記航空機の重心の反対側に位置する、請求項３に記載のテイルシッター航空機。
【請求項５】
前記回転可能翼部が前記垂直飛行形態にあるとき、前記胴体側部分と前記翼端側部分は、前記翼支持部の反対側に位置する、請求項３に記載のテイルシッター航空機。
【請求項６】
前記翼支持部が第１の翼支持部を具備し、かつ前記回転可能翼部が第１の回転可能翼部を具備し、前記航空機は前記胴体に取り付けられた第２の翼支持部と前記第２の翼支持部に回転可能に取り付けられた第２の回転可能翼部をさらに有し、前記第１および第２の回転可能翼部は水平飛行形態と垂直飛行形態のあいだで回転するように構成された、請求項３に記載のテイルシッター航空機。
【請求項７】
前記胴体と前記回転可能翼部のあいだに位置する固定翼部をさらに具備する、請求項３に記載のテイルシッター航空機。
【請求項８】
前記回転可能翼部に取り付けられた着陸用装置ユニットをさらに具備し、前記着陸用装置ユニットは、前記回転可能翼部が前記垂直飛行形態にあるときに地上の前記航空機を少なくとも部分的に支持するように位置している、請求項３に記載のテイルシッター航空機。
【請求項９】
前記回転可能翼部は、前記翼支持部について２０度から１６０度のあいだで回転するように構成される、請求項３に記載のテイルシッター航空機。
【請求項１０】
前記翼部回転接合部は、前記回転可能翼部の端部から前記回転可能翼部の長さの１０パーセントから９０パーセントのあいだに相当する距離離れたところに位置するピボット軸を具備する、請求項３に記載のテイルシッター航空機。
【請求項１１】
前記回転可能翼部は、前記航空機の長手軸について、ある角度を向けられたピボット軸に関して回転するように構成されている、請求項３に記載のテイルシッター航空機。
【請求項１２】
前記回転可能翼部は、前記回転可能翼部が前記水平飛行形態にあるときに前記翼支持部を受け止めるように位置するくぼみを具備する、請求項３に記載のテイルシッター航空機。
【請求項１３】
前記翼部回転接合部は第１のピボット軸を具備し、前記回転可能翼部は前記第１のピボット軸とは異なる第２のピボット軸回りにさらに回転可能である、請求項３に記載のテイルシッター航空機。
【請求項１４】
垂直に離陸または着陸する航空機であって、
前記航空機の胴体側領域から延出する翼支持部と、
前記翼支持部に搭載され、翼支持部とほぼ一直線上に並んだ水平飛行形態と前記翼支持部に関してある角度に向けられている垂直飛行形態のあいだで、軸の回りを回転するように位置づけられた翼と、
を具備する垂直に離陸または着陸する航空機。
【請求項１５】
前記翼に取り付けられた前記航空機の尾部の端部に向かって延出する着陸用脚部をさらに具備し、前記着陸用脚部は、前記航空機が前記垂直飛行形態において着陸面にあるときに前記航空機を少なくとも部分的に支持するように位置する、請求項１４に記載の垂直に離陸または着陸する航空機。
【請求項１６】
前記航空機が前記水平飛行形態にあるとき、前記翼は前記胴体側領域の近くに位置する胴体側部分と、前記胴体側領域から離れて位置する先端部分を有し、前記航空機が前記垂直飛行形態にあるとき、前記胴体側部分と前記先端部分は前記航空機の重心の反対側に位置する、請求項１４に記載の垂直に離陸または着陸する航空機。
【請求項１７】
前記航空機が前記水平飛行形態にあるとき、前記翼は前記胴体側領域の近くに位置する胴体側部分と、前記胴体側領域から離れて位置する先端部分を有し、前記航空機が前記垂直飛行形態にあるとき、前記胴体側部分と前記先端部分は前記翼支持部の反対側に位置する、請求項１４に記載の垂直に離陸または着陸する航空機。
【請求項１８】
胴体をさらに具備し、前記胴体側部分は付け根部分であり、前記航空機が前記水平飛行形態にあるとき、前記付け根部分は前記胴体に隣接して位置する、請求項１７に記載の垂直に離陸または着陸する航空機。
【請求項１９】
前記航空機が前記水平飛行形態にあるとき、前記胴体側部分は固定翼部分に隣接して位置する、請求項１７に記載の垂直に離陸または着陸する航空機。
【請求項２０】
前記角度は２０度から１６０度のあいだである、請求項１４に記載の垂直に離陸または着陸する航空機。
【請求項２１】
１以上の追加翼支持部をさらに具備し、前記翼は前記追加翼支持部に回転可能に取り付けられる、請求項１４に記載の垂直に離陸または着陸する航空機。
【請求項２２】
前記翼支持部を受け止めるように位置する細長いくぼみを前記翼にさらに具備する、請求項１４に記載の垂直に離陸または着陸する航空機。
【請求項２３】
前記軸は、前記航空機の長手軸に関してある角度で位置する、請求項１４に記載の垂直に離陸または着陸する航空機。
【請求項２４】
前記軸は第１の軸であって、前記翼は前記第１の軸とは異なる第２の軸回りに回転するようにさらに位置する、請求項１４に記載の垂直に離陸または着陸する航空機。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]伝統的な固定翼航空機は一般に、航空機が十分に加速して飛行に要する揚力を発生するための距離を提供する、長い滑走路または発射システムを必要とする。そして滑走路は一般に、固定翼航空機が着陸するために必要とされる。テイルシッター航空機や回転翼機（複数回転翼機を含む）のような航空機は、垂直に離着陸することによって、離着陸のための水平空間を必要としない。テイルシッター航空機は一般に、空中での飛行のために垂直姿勢と水平姿勢の間でピッチングしながら、その尾部（tail）から着陸（および離陸）する。
【０００２】
[0002]しかし、回転翼機は、その回転翼が揚力と前方推力の両方を提供しなければならないため、効率的な水平飛行には最適ではない。さらに、テイルシッター航空機は、重心が高いために垂直構成（vertical configuration）で着陸または離陸する際に、傾いてしまいやすい。幅広の着陸用基底は、特に強風下や平坦でない地面での離着陸時に、テイルシッター航空機が傾くのを防ぐために必要である。
【０００３】
[0003]既存のテイルシッター航空機は、大型の垂直尾部または垂直尾翼の形状をした、幅広の着陸用基底または着陸用脚部を含みうる。しかしこのような大きい尾部または尾翼は水平飛行には不要であり、空気抵抗と重量が増えるので性能を低下させる。さらに、いくつかの既存のテイルシッター航空機は、大型の引き込み可能着陸用脚部を有しうるが、これらの脚部もまた不必要に航空機の重量を増加させる。したがって、既存のテイルシッター航空機は、着陸と地面の安定性を確保するために性能（例えば重量や航空力学特性）を犠牲にしている。
【発明の概要】
【０００４】
[0004]テイルシッター航空機は１以上の回転可能な翼を含む。このテイルシッター航空機は翼支持部が延出する胴体を任意に含む。各回転可能な翼は、胴体に近い胴体側部分（inboard portion）と、胴体から遠い翼端側部分（outboard portion）とを有する回転翼部を任意に含む。回転可能翼部は、翼支持部に回転可能に取り付けられ、かつ胴体側部分が翼端側部分に対して翼支持部と向かい合う面に位置する垂直構成と、垂直構成とは異なる水平構成との間を回転するように構成されうる。その他の特徴および利点はこれ以降に説明される。上記の特徴は個別にまたは同時に使用でき、またこれらの１以上の特徴を様々に組み合わせても使用できる。
【０００５】
[0005]図面において、同じ参照符号は図を通して同じ要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】[0006]本技術のいくつかの実施形態による航空機の前部図（nose view）。
【図２】[0007]翼部が少なくとも部分的に回転している、図１に示された航空機の構成の前部図。
【図３】[0008]翼部が少なくとも部分的に回転している、図１に示された航空機の別の構成の前部図。
【図４】[0009]翼部が回転した、図１に示された航空機の別の構成の前部図。
【図５】[0010]本技術のいくつかの実施形態による航空機の上面図。
【図６】[0011]翼部が回転した、図５に示された航空機の上面図。
【図７】[0012]本技術の別の実施形態による、垂直離陸または着陸の構成にある航空機の上面図。
【図８】[0013]本技術の別の実施形態による、垂直離陸または着陸の構成にある航空機の上面図。
【図９】[0014]本技術の別の実施形態による、垂直離陸または着陸の構成にある航空機の上面図。
【図１０】[0015]図９に示された航空機の前部図。
【図１１】[0016]本技術の１つの実施形態による翼部の底面図。
【図１２】[0017]図１１に示された翼部の断面図。
【図１３】[0018]本技術の別の実施形態による翼部の断面図。
【図１４】[0019]本技術の別の実施形態による航空機の前部図。
【図１５】[0020]翼部が少なくとも部分的に回転した、図１４に示された航空機の前部図。
【図１６】[0021]本技術の他の実施形態による後退翼を有する航空機。
【図１７】[0022]本技術の別の実施形態による全翼機タイプの航空機。
【図１８】[0023]本技術の別の実施形態による、垂直または水平飛行形態にある航空機の前部図。
【図１９】[0024]図１８に示された航空機の別の構成の前部図。
【図２０】[0025]図１８に示された航空機の水平飛行形態の前部図。
【図２１Ａ】[0026]本技術の別の実施形態による、様々な構成における２本の軸で回転可能な翼部を有する航空機の上面図。
【図２１Ｂ】[0027]図２１Ａに示された航空機の側面図。
【図２１Ｃ】本技術の別の実施形態による、様々な構成における２本の軸で回転可能な翼部を有する航空機の上面図。
【図２１Ｄ】図２１Ｃに示された航空機の側面図。
【図２１Ｅ】本技術の別の実施形態による、様々な構成における２本の軸で回転可能な翼部を有する航空機の上面図。
【図２１Ｆ】図２１Ｅに示された航空機の側面図。
【図２２】[0028]本技術の別の実施形態による、第１の構成にある航空機の前部図。
【図２３】[0029]第２の構成にある、図２２に示された航空機の前部図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0030]本技術はテイルシッター航空機用回転翼アセンブリおよび回転翼を有する航空機に関する。本技術の様々な実施形態が以下に説明される。以下の説明は、これらの実施形態を十分に理解するための具体的詳細と、これらの実施形態を実施可能にする説明を提供する。しかしながら当事者は、これらの詳細の多くがなくとも本発明が実施されうることを理解するだろう。また、これらの様々な実施形態にとって重要な説明を徒に不明瞭にしてしまうことを避けるため、航空機に共通する構造や機能のような、よく知られたものは詳細に示されたり説明されたりしないかもしれない。したがって、本技術には、図１乃至２３を参照して説明される要素に追加される要素を有する、またはそれらの要素をいくつか除いた、他の実施形態がありうる。
【０００８】
[0031]以下に示される説明において使用される用語は、本発明のいくつかの特定の実施形態の詳細な説明との関連において使用されている場合であっても、最も広くかつ合理的に解釈されるように意図される。いくつかの用語は以下で強調されるかもしれないが、この詳細な説明の項においては、限定的に解釈されることを意図される用語は、その旨が明白にかつ具体的に定義される。
【０００９】
[0032]文脈が許す箇所では、単数または複数の用語は、それぞれ複数または単数の用語を含みうる。さらに、「または」の語が２以上の項目の列記にある他の項目を除いて１つの項目のみ意味するように明確に限定される場合を除き、このような列記における「または」の使用は、（a）列記されたうちのいずれかの項目、（ｂ）列記された全項目、および（ｃ）列記された項目のいかなる組み合わせを含むものとして解釈されるべきである。また、特記されない限り、「取り付けられた（attached）」または「接続された（connected）」の様な語は、物理的に別の構成要素同士の接続だけでなく一体型の接続を含む。
【００１０】
[0033]本技術のいくつかの実施形態の具体的詳細は、推進のために回転翼またはプロペラを使用する無人航空機（ＵＡＶ）またはスタンドアローン翼を参照してここに説明される。その他の実施形態において、本技術は、有人または貨客航空機において、または、例えばターボファン推進力、ターボジェット推進力（またはその他のジェット推進力）、ラムジェット推進力、ロケット推進力、またはその他の好適な推進力を含む種々の推進力を使用する航空機において、用いられる。
【００１１】
[0034]本技術はテイルシッター航空機用回転翼アセンブリおよび回転翼を有する航空機を提供する。この技術の例は図１乃至２３に示される。
【００１２】
[0035]図１は、本体または胴体１２０に搭載されるか、そうでなければ取り付けられうる1以上の翼部１１０（例えば、２つの翼）を有する航空機１００を例示する。この胴体は、垂直尾翼１３０、先尾翼（canards）、水平尾翼、または他の好適な航空力学的または制御的特徴を有するか、１以上のこのような特徴を欠いている。様々な実施形態において、胴体１２０は、１以上の翼部１１０を支えるのに十分な、様々な形状をとりうる。例えば、胴体１２０は、必ずしもではないが、円筒形状であってもよい。１以上の回転子１４０が翼部１１０に取り付けられてもよい。回転子１４０はモータ、エンジン、またはその他の好適な動力送達システムによって動力を提供されうる。なお、ここでは回転翼が説明され例示されているが、本技術の実施形態は、上記のように、その他の好適な推進力の形態を使用しうる。４つの回転子１４０が例示されているものの、これより多いまたは少ない数の推進力システムが使用されうる。さらに、図１および他の図においてプーラー（牽引）回転翼が一般的に例示されているが、本技術による航空機の実施形態において、推進回転翼または牽引回転翼と推進回転翼の組み合わせが任意に使用されてもよい。したがって、本技術による航空機の実施形態は、揚力面、制御面、または推進特徴の様々な配置または組み合わせをとりうる。図１に例示される構成において、翼部１１０は、航空機１００が水平飛行中であるとき航空機１００に揚力を与えるために、あらゆる好適な翼型形状（airfoil shape）を有しうる。
【００１３】
[0036]図２に示されるように、翼支持部２２０は、胴体１２０のような航空機の胴体側（inboard）領域から延出して翼部１１０を支持する。矢印２００は、翼部１１０と翼支持部２２０の、ピボット軸２１０回りの回転方向を例示する。各ピボット軸２１０は一般に、各翼部１１０の全長を横断し、各翼部１１０の前縁と後縁の間の翼弦方向と一直線に並びうる。翼支持部２２０は、胴体１２０に対して安定を保ちえ、翼部１１０と胴体１２０の間を構造的に連結する役割を持ちうる。図２に一般的に例示される実施形態のような、いくつかの実施形態において、翼部１１０は、胴体１２０または翼支持部２２０に対して反対方向に回転しうる。図２における矢印２２０は胴体から離れるように回転する翼部１１０部の上表面を例示しているが、いくつかの実施形態においては、翼部１１０は胴体に向かって内方へ回転しうる。翼部１１０は、いくつかの実施形態において、約２０度から１６０度の範囲内で角度２３０（翼部１１０と翼支持部２２０の間の角度）まで回転してもよく、他の実施形態においては、その他の好適な角度を用いてもよい。したがって、図２は翼部の最終的な回転位置を例示するか、または完全に回転した位置へ翼部１１０が移行するまでの部分的に回転した位置を例示しうる。
【００１４】
[0037]図３は、本技術の別の実施形態において、翼部１１０が少なくとも部分的に回転した場合の航空機の別の構成の前部図を例示する。矢印３００は、ピボット軸２１０回りの翼部１１０の同方向の回転を例示する。このような実施形態では、翼部１１０は、完全にまたは部分的に回転した際に同方向に揚力を生み出しうる。したがって、本技術の様々な実施形態において、翼部１１０は、ピボット軸２１０の周りを様々な方向および方向の組み合わせに回転しうる。図３は翼部１１０の最終的な回転位置を例示するか、または完全に回転した位置へ移行するまでの翼部１１０が部分的に回転した位置を例示しうる。
【００１５】
[0038]本技術の１つの実施形態におけるこのような完全な回転位置は、図４に一般に例示される。この実施形態において、翼部１１０は、翼支持部２２０を基準として約９０度の角度に回転されている。この構成において、航空機１００は垂直飛行において操作されうる。翼部１１０は、垂直飛行および水平飛行形態のあいだの推移を円滑にするために、飛行中に回転しうる（例えば、翼支持部２２０を基準として約０度に翼部１１０が位置する、図１に例示される水平飛行形態）。
【００１６】
[0039]本技術の特定の実施形態において、各ピボット軸２１０は、翼幅４００に沿って中心に位置するか、または他の場所に位置してもよい。例えば、翼付け根４２０からピボット軸２１０までの距離４１０は、翼幅４００の約１０パーセントから９０パーセントの間でありうる。このようなピボット軸２１０の位置は、例えば付け根４２０を有する部分のような、翼部１１０の一部分がピボット軸２１０、翼支持部２２０、または航空機の重心の上に位置するのを可能にし、一方で、例えば翼先端部４３０を有する部分のような、別の一部分はピボット軸２１０、翼支持部２２０、または航空機の重心の下方に位置してもよい。このような配置は、以下でさらに説明されるように、テイルシッター姿勢において垂直に着陸または離陸する際に、航空機１００に安定した基底をもたらす。ピボット軸２１０は、翼部１１０および翼支持部２２０を相対的に回転させることができる、ヒンジのような接合部、接合アセンブリ、またはその他の好適なインタフェースでありうる。
【００１７】
[0040]いくつかの実施形態において、ピボット軸２１０は翼幅４００の約１０パーセントから９０パーセントの間に位置していなくてもよい。むしろ、（以下で説明されるように、例えば図６に一般的に例示されるように）航空機１００のテイルシッター姿勢のための安定した基底を提供するのにふさわしい位置に、ピボット軸２１０があればよい。例えば、特定の姿勢において、ピボット軸２１０は、各翼部１１０の第１の部分が、翼部１１０の第２の部分に対する航空機１００の重心とは反対に位置するように、位置してもよい。
【００１８】
[0041]図５に示された実施形態において、各翼部１１０のピボット軸２１０は航空機１００の長手軸５００に平行である。いくつかの実施形態において、ピボット軸２１０は長手軸５００について、ある角度に向けられてもよい。特定の実施形態において、ピボット軸２１０は長手軸５００について約８０度の角度まで傾けられてもよい。以下で図１６を参照して詳細に説明されるように、ピボット軸２１０を傾けることで様々な後退翼の設計に適応する。
【００１９】
[0042]いくつかの実施形態において、航空機１００は、垂直離陸または着陸ポジションで離着陸面にあるとき、航空機１００を支持する１以上の着陸用装置ユニットまたは着陸用脚部５１０を有してもよい。例えば、翼部１１０が回転する際に安定したテイルシッター着陸姿勢のためのスペースを提供するために、着陸用脚部５１０が翼部１１０の端部に装着されてもよい（例えば図６に例示される）。水平飛行中、着陸用脚部５１０は、翼部１１０の後方に付随し、かつ最小限の抵抗を発生させるような方向にむけられうる。さらに抵抗を減らすために、着陸用脚部５１０は引き込み可能または格納可能であってもよい。
【００２０】
[0043]図６は、翼部１１０が翼支持部２２０について約９０度回転された状態の（例えば、図４の前部図に一般的に例示されるように）、航空機１００の上面図を例示する。なお、図６は「上面図」として説明されてきたが、図６は、航空機１００の前部（nose）６１０が上向きの飛行方向に向いている状態での、垂直離陸または着陸の構成において地面またはその他の面６００に位置している航空機１００を例示している。このような構成においては、各翼支持部２２０の上面が見えている。着陸用脚部５１０（図６においては２本のみ見えている）は、航空機１００の垂直離陸または着陸のための安定した基底を提供する。
【００２１】
[0044]運航において、図２、３、４および６に例示されこれらの図を参照して一般的に説明された構成のように、航空機１００は、前部から先の垂直構成で、ほぼ上方向に離陸しうる。このような構成において、上記したように、翼部１１０は、航空機１００の重心の両端に各翼部の部分が位置するように、向けられうる。そして、航空機１００が着陸用装置（例えば、着陸用脚部５１０）を有する場合、その着陸用装置は重心の両端に位置しうる。回転子１４０、またはその他の好適な推進システムは、航空機１００を地面またはその他の面６００から浮かせる垂直な推力をもたらす。好適な高度または対気速度（例えば垂直上昇速度）に達すると、航空機１００は、水平飛行を行うために前方にピッチングするように制御されうる。前方にピッチングする動作の前、最中、または後、航空機１００の翼部１１０は、図１および５に一般的に例示される構成のような、翼部１１０がほぼ水平であるような構成になるように、ピボット軸２１０回りに回転しうる。水平飛行において、回転子１４０は水平推力を生み出す一方、翼部１１０は揚力を生み出す。ユーザは、従来の方法による水平飛行で航空機１００を操作しうる。翼部１１０は、例えば図２に例示するような部分的に回転した構成のように完全に水平でなくとも、揚力を生み出しうる。
【００２２】
[0045]垂直な構成で着陸するには（例えば図６に例示されるように）、回転子１４０が航空機１００に十分な垂直揚力を提供できるようになるまで、航空機１００は上向きにピッチングしうる。上向きにピッチングする前、最中、後において、航空機１００の翼部１１０は、垂直離陸および着陸構成に向かって、ピボット軸２１０回りに回転する。本技術の複数の実施形態を垂直離陸と垂直離陸の両方に関して説明してきたが、いくつかの実施形態において、本技術の航空機は水平に離陸し垂直に着陸してもよく、垂直に離陸し水平に着陸してもよい。垂直および水平の飛行形態間の移行（翼部のたたみ込みと回転も含めて）は、飛行中または飛行前後に行われうる。
【００２３】
[0046]本技術の実施形態による航空機は、１つのまたは他の構成にしか一般的に使用されない構造に付随する余分な重量や抵抗を回避しつつ、垂直離陸および着陸構成（例えば、テイルシッターまたは複数回転翼構成）および水平飛行形態を提供する。
【００２４】
[0047]本技術の様々な実施形態において、翼部１１０は、翼部１１０をピボット軸２１０回りに回転させることができる様々な機構、例えばベルト駆動、ギア駆動、モータまたはアクチュエータとの連係、ラックアンドピニオンシステム、電気モータシステム、液圧システム、またはその他の好適な機構を使用して回転されうる。その他の実施形態において、航空工学的効果は翼部１１０を操縦するために使用されてもよい。例えば、プロペラ後流を含む、補助翼（aileron）からの力または推進から誘導されるトルクのモーメントを使用して翼部１１０を回転させてもよい。
【００２５】
[0048]図７は、本技術の別の実施形態による、垂直離陸または着陸の構成にある航空機７００の上面図を例示する。複数の翼支持部７１０は各翼部７２０を支持しうる。例えば、一組の翼支持部７１０は、三角またはトラス形状、またはその他の好適な構成で胴体１２０から延出しうる。各翼部７２０は、図７に例示されるように、単一のピボット点７３０または複数のピボット点を中心として回動しうる。
【００２６】
[0049]図８は、本技術の別の実施形態による、垂直離陸または着陸の構成にある航空機８００の上面図を例示する。複数の翼支持部８１０は、胴体１２０の左側および右側のそれぞれから横に延出して回転翼部８２０を支持しうる。このような実施形態において、ピボット軸２１０に沿って複数のピボット点８３０が存在しうる。胴体１２０の両側それぞれに２つの翼支持部８１０が例示されているが、他の実施形態においては、その他の好適な数または配置の翼支持部が使用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、各翼部８２０につき１０の翼支持部８１０および対応する１０のピボット点８３０が存在しうる。
【００２７】
[0050]本技術の翼部の回転可能な部分は、必ずではないが、翼部の全体の長さを含みうる。例えば、図９および図１０は、固定部９３０が胴体１２０の近傍に位置すると同時に、各翼部９２０の回転部９１０が上記のように一般に回転する、本技術の別の実施形態による航空機９００を例示する。固定部９３０は、垂直飛行と水平飛行の間の移行中と水平飛行中とに揚力を与えるような、翼型形を有してもよい。いくつかの実施形態において、翼部９２０の他の部分が固定されてもよい。胴体１２０または固定部９３０から延出する翼支持部９４０の様々な構成は、回転翼部９１０を支持するための技術の様々な実施形態において使用されうる。
【００２８】
[0051]本技術のいくつかの実施形態において、翼部（例えば１１０や９１０）は、垂直着陸または離陸構成に適応するために等しい角度で回転する必要はない。例えば図１０は、翼部９２０が異なる角度で回転された状態の、図９に例示された航空機の前部図を例示する。
【００２９】
[0052]図１１は、本技術のある実施形態による翼部１１００の底面図を例示する。水平飛行中の翼支持部（例えば、翼支持部２２０、７１０、８１０、９４０）に付随する抵抗を減らすために、本技術の翼部１１００は、翼部１１００が水平飛行のための地面と平行な（level）構成（例えば図１に例示するような）にあるときに翼支持部を部分的または完全に受ける溝（slot）またはくぼみ（recess）１１１０を含んでもよい。例えば、翼支持部はくぼみ１１１０に完全に収容されてもよく、これによって、翼支持部が翼部１１００の表面と同じ高さに（または表面よりも引っ込んだ）状態になる。翼部１１００は、くぼみ１１１０の先端部または翼端側の端部に位置するピボット軸１１２０回りに回転しうる。
【００３０】
[0053]図１２は、図１１に例示された翼部１１００の断面図を例示する。くぼみ１１１０は、翼部１１００の前縁１２００から後縁１２１０までの間の好適な位置に、翼部１１００の底面に沿って、位置しうる。いくつかの実施形態において、翼部の回転方向によって、翼支持部は、翼部１１００の上表面内に収容される、または上表面上に受け止められうる。このような実施形態においては、くぼみ１１１０は、翼部１１００の上表面に沿って位置しうる。
【００３１】
[0054]図１３は、対応する複数の翼支持部を収容するために翼部１３００の下表面に形成された複数のくぼみ１３１０および１３２０を有する、本技術の別の実施形態による翼部１３００の断面図を例示する。本技術の他の実施形態において、これらくぼみの様々な形または向きは、翼支持部の好適な形状または向きに対応してもよい（例えば、図７に一般的に例示されるような翼支持部７１０の三角形の配置）。いくつかの実施形態において、複数のくぼみは、翼部１１００の上表面に沿って設置される。
【００３２】
[0055]図１４および図１５は、本技術の別の実施形態による航空機１４００を例示する。図１４は、ガルウイング構成を有しうる翼部１４１０を備える、ほぼ水平飛行のための構成にある航空機１４００を例示する。例えば、各翼部１４１０の固定された付け根１４２０は、付け根１４２０の端部に位置するほぼ水平の主翼部１４３０に向かって、胴体１２０から斜めに、上方かつ外に向かって延出しうる。図１５は、主翼部１４３０がピボット軸１５００回りに異なる角度で回転する構成にある航空機１４００を例示する。いくつかの実施形態において、ピボット軸１５００は、垂直着陸または離陸支持点の間にある中央に近い、航空機１４００の重心１５１０に位置するように置かれる（例えば、上記の着陸用脚部５１０）。なお、推進は図１４および図１５には例示されないが、好適な推進システムが航空機１４００において使用されてよい。
【００３３】
[0056]図１６は、本技術の他の実施形態による後退翼１６１０を有する航空機１６００を例示する。図１６において、例示のために、１つの翼部１６１０は回転している一方、他の翼部１６１０は水平飛行の構成にある。いくつかの実施形態において、翼部が航空機１６００の尾部（tail）に向かって後退していても、ピボット軸１６２０は、航空機１６００の長手軸５００に対してほぼ平行である。他の実施形態において、ピボット軸１６３０は、航空機１６００の長手軸５００についてある角度に傾いている。いくつかの実施形態において、ピボット軸は、航空機１６００の長手軸５００についてプラス80度からマイナス80度の間で傾いている。
【００３４】
[0057]図１７は、本技術の別の実施形態による航空機１７００を例示する。この実施形態において、胴体(例えば、上記の胴体１２０）は省略される。各翼部１７１０は、１以上の翼支持部（図示されない）に取り付けられ、ピボット軸１７２０(例えば、接合部の軸）について回転するように設置されて、水平および垂直飛行形態の間で動く。
【００３５】
[0058]上記のように、いくつかの実施形態において、翼部は、垂直および水平飛行形態の間で移行中、揚力を提供しうる。別の例として、図１８は、本技術の別の実施形態による、対応する翼支持部１８２０に略垂直になるように各翼部１８１０が回転された、垂直離陸または着陸構成にある航空機１８００の前部図を例示する。このような構成において、航空機１８００は、例えば図４および図６に関して説明された実施形態のような上記の他の実施形態と同様に、尾部を下にした姿勢から前部が先かつ垂直に離陸しうる（または尾部を下にした姿勢で着陸しうる）。翼支持部１８２０は、上部垂直尾翼１８４０および／または下部垂直尾翼１８５０を任意に有しうる胴体１８３０から、外側へ延出する。
【００３６】
[0059]各翼部１８１０は翼型断面を付与されてもよい。例えば、翼型上表面１８７０は、各翼部１８１０上の翼型下表面１８８０の反対に位置しうる。このような下表面１８８０の一方は胴体１８３０に向きうる一方、他方の下表面１８８０は胴体１８３０とは反対に向きうる。このような構成において、各翼部１８１０は、垂直飛行から水平飛行に移行のため前方にピッチングする航空機１８００の操作の最中と後に、航空機１８００に対して揚力を提供しうる。したがって、いくつかの実施形態において、図１８に例示された構成にあるとき、航空機１８００は、翼部１８１０を使用した水平飛行において前部を先頭にして飛行しうる。言い換えれば、航空機１８００は、翼部１８１０の間に位置する胴体１８３０を使用して、ほぼ複葉機のように飛行してもよい。
【００３７】
[0060]各翼部１８１０は、１以上の推進システム１８６０を有しえ、この推進システムは、ここに開示された、垂直飛行時に揚力または水平飛行時に推力を提供するための他の推進システム（例えば、回転子１４０）に類似している。航空機１８００は、垂直飛行形態において着地している際に航空機１８００を支持するための、翼部１８１０または胴体１８３０から延出する離陸用支持構造を有してもよい（例えば、図５に例示された着陸用脚部５１０）。翼部１８１０は、飛行の前後および最中に翼支持部１８２０に対して回転してもよく、１つ以上のピボット軸１８９０回りに同じ方向１８９５に回転してもよい。
【００３８】
[0061]図１９は、翼支持部１８２０に対して翼部１８１０が少なくとも部分的に回転した場合の航空機１８００の別の構成の前部図を例示する。このような構成において、航空機１８００は、完全な水平飛行からの移行、または完全な水平飛行への移行の最中であると見なすことができうるか、またはいくつかの実施形態においては、航空機１８００はこの構成において垂直または水平に飛行しうる。翼部１８１０は回転するにつれ、翼部１８１０が、ほぼ地面と平行を保ちかつ水平飛行への移行または水平飛行からの移行の最中または移行後に揚力を生み出し可能な状態にあるように、胴体１８３０もまた回転してもよい。
【００３９】
[0062]図２０は、翼部１８１０が翼支持部１８２０とほぼ同水準にある場合の航空機の別の構成の前部図を例示する。この図では、翼支持部１８２０は見えないが、その理由の一つは、この構成においては翼支持部１８２０が、図１１乃至１３に関して上記されたような対応するくぼみに受け止められているからである。例えば、対応する左右の翼支持部１８２０を受け止めるように、くぼみが、左翼の上表面１８７０および右翼の下表面１８８０にそれぞれあってもよい。図２０に例示された水平飛行形態において、航空機１８００は、尾部を下げた着陸またはその他の飛行運転のために上方向にピッチングし垂直飛行形態（例えば、図１８）に戻るまで、ほぼ水平の軌道に沿って、飛行しうる。
【００４０】
[0063]図２１Ａ乃至２１Ｆは、本技術の別の実施形態による垂直離陸または着陸が可能な航空機２１２０の、胴体２１１０に対する翼部２１００の２軸回転を例示する。便宜のために、航空機２１２０の右側の翼部２１００のみが例示されているが、対応する２軸回転が航空機２１２０の左側の翼部にも使用されてよい。図２１Ａ、２１Ｃおよび２１Ｅは、航空機２１２０の部分上面図であり、図２１Ｂ、２１Ｄ、および２１Ｆは、航空機２１２０の側面図を例示する。
【００４１】
[0064]具体的には、図２１Ａおよび２１Ｂは、上記のように翼部２１００が水平飛行のための角度を向いた状態の、ほぼ水平飛行形態にある航空機２１２０を例示する。翼部２１００は、上記のように水平飛行形態と垂直飛行形態の間で動くために、第１の軸２１３０回りに回転可能でありうる。第１の軸２１３０は、例えば胴体２１１０の長手軸とほぼ同直線状であるか、胴体に対して斜めかその他の角度を向いていてもよい。
【００４２】
[0065]図２１Ｃおよび２１Ｄは、第１の軸２１３０回りに翼部２１００が回転した状態で、垂直飛行形態に移行中の、または垂直飛行形態に移行後の航空機２１２０を例示する。１以上の翼部２１４０は翼部２１００を支持する。図２１Ｄからわかるように、翼部２１００が後退翼である場合、翼部２１００が第１の軸２１３０回りに回転した後、後縁２１５０は胴体２１１０に対して斜めに向きうる。いくつかの実施形態において、この構成にあるとき、および尾部が下向きの状態または垂直飛行姿勢のときに、着陸用支持構造（例えば、着陸用脚部２１６０）は、地面と同じ高さにならないように翼部２１００から延出しうる。垂直飛行形態にあるときに、翼部２１００が胴体２１１０に対して斜めに向いていることの結果として、他の態様が存在しうる。したがって、図２１Ｃおよび図２１Ｄ中の矢印２１８０によって一般的に例示されるように、翼部２１００は第２の軸２１７０回りに回転してもよい。第２の軸２１７０は、翼部２１００および翼支持部２１４０を相対的に回動させることができる、接合部、接合アセンブリ、またはその他の好適なインタフェースでありうる。
【００４３】
[0066]図２１Ｅおよび２１Ｆは、後縁２１５０が胴体２１１０にほぼ垂直または地面と平行に向くように、翼部２１００が第２の軸２１７０回りに回転された、垂直飛行形態にある航空機２１２０を例示する。このような構成において、着陸用支持構造（例えば、着陸用脚部２１６０）は地面と平行に向きうる。図示を簡素にするために、着陸用支持構造（例えば、着陸用脚部２１６０）は、図２１Ａ乃至２１Ｆのすべてにおいて示されているとは限らず、また様々な実施形態において任意の構造であることに留意する。ここでは２つの回転が例示され説明されているが、回転に対応する２以上の軸があってもよく、いかなる回転も、順に、逆順に、または同時に起こってもよい。
【００４４】
[0067]図２２は、本技術の別の実施形態による、第１の構成にある航空機２２００を例示する。航空機２２００は、胴体２２１０と、胴体２２１０から延出する複数の翼支持部２２２０（例えば、４本の翼支持部）を含みうる。各翼支持部２２２０は、翼部または翼部分２２３０を支持しうる。各翼部分２２３０は、ピボット軸２２４０回りに対応する翼支持部２２２０について回転するように配置されうる。ピボット軸２２４０は、翼部分２２３０および翼支持部２２２０を相対的に回動させることができる、ヒンジのような接合部、接合アセンブリ、またはその他の好適なインタフェースでありうる。いくつかの実施形態において、回転子２２５０または他の推進システムは、ピボット軸２２４０上にまたはその近くに位置するか、または推進システムが翼部分２２３０または胴体２２１０上のその他の好適な場所に位置しうる。図２２に例示された構成は垂直または水平飛行に適応しうる。例えば、航空機２２００は水平飛行において複葉機のように機能しえ、またここに説明されたその他の実施形態と同様に、尾部が下向きの姿勢で着陸するような姿勢にあってもよい。
【００４５】
[0068]図２３は、各翼部分２２３０が対応する翼支持部２２２０について回転された第２構成にある、図２２に示された航空機２２００を例示する。例えば、各翼部分２２３０が、対応する翼支持部２２２０に略垂直になるように回転しうる。このような第２の構成は、垂直かつ尾部が下向きの離陸または着陸のための幅広の着陸基底を提供する。
【００４６】
[0069]上記から、開示された技術の具体的な実施形態が、例示の目的で説明されてきたことが理解されるとともに、本技術から逸脱しない範囲で様々な変形がなされてもよく、特定の実施形態の要素は他の実施形態の要素と相互交換してもよいことが理解されるであろう。例えば、いくつかの実施形態において、様々なタイプおよび数量の航空機推進システムが使用されてもよく、様々な数の翼支持部（例えば、２２０、７１０、８１０、９４０）または翼部がありうる。さらなる実施形態として、着陸用脚部（例えば、着陸用脚部５１０）が配備可能かつ引き込み可能であり、あるいは、その他の着陸用支持構造を優先するために省略されてもよい。ここに開示される様々な実施形態は、様々な航空力学的制御構造、例えば尾翼（stabilizer）、先尾翼（canard）、補助翼（aileron）、エレボンン（elevon）、またはその他の空力的構造、を利用しうるが、このような構造は各実施形態において必ずしも必要ではなく、様々な実施形態において省略または組み合わされてもよい。
【００４７】
[0070]さらに、開示された技術の特定の実施形態に関連した利点がこれらの実施形態の文脈において説明されたが、他の実施形態も同じ利点を示しえ、すべての実施形態が必ずしも同じ利点を本技術の範囲におさまるように示さなくてもよい。したがって、本開示および関連する技術は、ここに明示的に示され説明されない他の実施形態を包含しえ、添付される請求項を除いては、本発明は限定されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
2019510680.tif 000024
【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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